Секретный характер миссии требовал, чтобы лейтенант Петрозино путешествовал инкогнито. Поэтому ему был выдан паспорт на имя Гульельмо ди Симони. Прибыв в Рим, он нанес визиты министру внутренних дел Италии Пеано и шефу полиции Леонарди. Оба заверили лейтенанта в том, что окажут ему всемерную поддержку.
Заручившись этими обещаниями, 28 февраля Петрозино прибыл в Палермо. Там он остановился в первоклассном отеле «Отель де Франс» на пьяцца Марина. Из соображений безопасности и конспирации корреспонденцию Петрозино отправлял через солидный банкирский дом «Банка коммерчиале итальяна».
Но все старания молодого лейтенанта полиции были обречены на неудачу: задолго до того, как Петрозино вступил на апельсиновый остров, глава сицилийской мафии дон Вито Кашо Ферро был предупрежден американским филиалом о секретной миссии американского детектива. Дон Вито, прошедший в молодости «курс обучения» в американской «Черной руке», ни на минуту не упускал Петрозино из виду. Его люди следили за каждым шагом американца. Его первое донесение нью-йоркской полиции также попало в их руки. Петрозино, усиленно искавший в Палермо контакты с посредниками мафии, не догадывался, что за каждым окошечком высокоавторитетного «Банка коммерчиале итальяна» сидел член «Общества чести». Мафиози, неотступно следившие за Петрозино, вскоре обнаружили его особый интерес к достопримечательностям Палермо, и, когда они донесли об этом почтенному дону Вито, глава мафии принял дьявольское решение.
12 марта один из агентов сообщил дону Вито, что шпик Петрозино направляется к памятнику Гарибальди на пьяцца Марина. В это время дон обедал у своего друга. Он попросил у хозяина извинение за то, что вынужден будет ненадолго отлучиться. Дон Вито застал Петрозино у памятника герою борьбы за освобождение Италии и хладнокровно, четырьмя выстрелами из револьвера убил лейтенанта нью-йоркской полиции. Затем главарь сицилийской мафии не спеша сел в пролетку, на которой приехал, и возвратился к своему другу, чтобы продолжить обед. Более сотни человек находилось на пьяцца Марина в момент совершения этого преступления. Однако, когда полиция стала искать свидетелей, одни не слышали даже выстрелов, другие, к сожалению, не видели преступника, а третьи не узнали его. Омерта́ надежно защитила дона Вито.
Во всех нью-йоркских газетах появилось под крупными заголовками сообщение о гибели Петрозино. Президент США Теодор Рузвельт лично почтил память убитого офицера полиции. Вдова Петрозино получила за своего мужа золотые часы и ежегодную пенсию 1000 долларов. Шеф нью-йоркской полиции Бингхэм по поводу гибели своего сотрудника, который так и не выполнил в Палермо порученного ему дела, ограничился суровыми словами предостережения: «Я надеюсь, что это убийство отчетливо показало американскому народу всю серьезность опасности, которую представляет для нас мафия».
Шеф полиции Палермо клятвенно заверил американские власти, что сделает все от него зависящее для ареста убийц Джо Петрозино; однако дальше заверений дело не пошло, убийцы так и не были найдены.
Еще долгое время после этого случая сицилийские мафиози, смакуя подробности, рассказывали притчу о «гениальной проделке» почтенного дона Вито, который собственноручно проучил полицейского шпика из Америки.